Page 364 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

16.8 La dilatación anómala del agua 345

Temperatura °C
Figura 16.16 Variación de la densidad del agua cerca de los 4°C.

El mayor volumen del hielo se debe a la forma en que se unen los grupos de moléculas
en una estructura cristalina. A medida que se funde el hielo, el agua formada aún contiene
grupos de moléculas enlazadas en esa estructura cristalina abierta. Cuando estas estructuras
empiezan a romperse, las moléculas se mueven muy juntas, aumentando la densidad. Este
es el proceso dominante hasta que el agua alcanza una temperatura de 4°C. Desde ese punto
hasta altas temperaturas, se produce un aumento en la amplitud de las vibraciones molecula­
res y el agua se dilata.
Una vez más, el alumno principiante puede maravillarse ante el hecho de que la ciencia
pueda ser tan exacta. El hecho de que la densidad del agua a 4°C “resulte ser exactamente de
1.00 g/cm3” debe ser en verdad una coincidencia sorprendente. Sin embargo, al igual que las
temperaturas del punto de congelación y del punto de ebullición, este resultado es también la
consecuencia de una definición. Los científicos que establecieron el sistema métrico definie­
ron el kilogramo como la masa de 1000 cm3 de agua a 4°C. Posteriormente el kilogramo fue
redefinido en términos de un cilindro de platino iridiado, que sirve como patrón.